CADMIO

CADMIO (simbolo Cd.; peso atomico 112,4; numero atomico 48)

Fu scoperto nel 1817 da F. Stromeyer che per primo lo riscontrò nel carbonato di zinco. Il nome viene dal greco παδμεία usato per distinguere alcuni minerali di zinco perché comunemente accompagna in piccola quantità lo zinco nelle calamine e nelle blende. Si conoscono pochi minerali di cadmio puri: la greenockite CdS, la otavite (carbonato basico di cadmio col 61,5% di cadmio). In Sardegna si trova ossido di cadmio puro (87,5% di cadmio); ma tutti questi minerali, per la loro scarsità, non hanno importanza pratica. Per l'estrazione serve esclusivamente la polvere di zinco che si ottiene nelle prime ore di distillazione nel processo metallurgico di estrazione dello zinco; essa è molto ricca di cadmio, perché questo è più facilmente volatile dello zinco. La polvere ulteriormente ridotta e ridistillata, dà cadmio al 75% circa, dal quale lo zinco che resta può essere separato con ripetute distillazioni o per elettrolisi delle soluzioni del solfato o del cloruro. Il metallo del commercio, oltre allo zinco, può contenere poco piombo o ferro, raramente rame.

Il cadmio è un metallo bianco; il suo splendore sta tra quello dello zinco e quello dello stagno. Fonde a 329°, 9 e bolle a 780° con vapori giallo-aranciati e inodori. Dalle determinazioni delle densità di vapore la sua molecola risulta monoatomica.

Il peso specifico del cadmio è 8,64819. È un metallo tenero, la sua durezza nella scala di Mohs è di 1,9-2,0; è duttile e malleabile; il suo potere conduttore per l'elettricità è un po' inferiore a quello dello zinco. Molto probabilmente esistono tre modificazioni allotropiche α, β, γ, con un punto di trasformazione verso 70°. I depositi elettrolitici del metallo contengono principalmente la forma γ in stato metastabile, la quale, per riscaldamento nelle soluzioni di solfato di cadmio, si cambia nelle forme β e α. Il cadmio serve a fare leghe facilmente fusibili. Si usa anche sotto forma di amalgama al 10-13% nelle pile normali Weston, che hanno basso coefficiente di temperatura, per ricoprire metalli in luogo dello zinco, e per la saldatura dell'alluminio.

Il cadmio fa parte degli elementi del secondo gruppo del sistema periodico, il suo numero di ordine è 48, ed è un elemento bivalente. L'esistenza di composti monovalenti pare accertata.

All'aria, analogamente allo zinco, il cadmio perde la sua lucentezza metallica. Il suo potenziale normale Cd + 2F = Cd^.. è ₀ε_h = o,40 Volta. La sopratensione dell'idrogeno su elettrodi di cadmio è di 0,48 Volta. I sali di cadmio di acidi volatili si trasformano facilmente in ossido per arroventamento. Al carbone dànno un'aureola bruna variopinta. Dalle soluzioni di sali di cadmio con ammoniaca o con idrati alcalini si precipita l'idrato di cadmio, insolubile nell'eccesso di idrato alcalino, ma facilmente solubile nell'eccesso di ammoniaca. Da soluzioni neutre, debolmente acide od alcaline, di sali di cadmio l'idrogeno solforato precipita il solfuro di cadmio giallo. La formazione di solfuro e l'aureola sul carbone sono i mezzi più sicuri per riconoscerlo.

La tendenza del cadmio a dare complessi è superiore a quella dello zinco. Il suo numero massimo di coordinazione è sei, e forma cationi e anioni complessi; possiede inoltre grande tendenza a dare autocomplessi, il più noto dei quali è Cd [CdI₄].

Per il dosamento quantitativo servono in principal modo: la precipitazione come solfuro e successiva trasformazione di questo in solfato; la precipitazione come carbonato e trasformazione del carbonato in ossido per arroventamento; la separazione come fosfato di cadmio ed ammonio e trasformazione in pirofosfato per calcinazione, e infine la separazione elettrolitica da soluzioni cianidriche.

Il cadmio con l'idrogeno non dà alcun composto definito, ma i vapori del metallo in atmosfera d'idrogeno ne assorbono notevoli quantità. Con l'azoto dà nitruri e il composto CdN₆, che è un sale dell'acido azotidrico. Bruciando del cadmio all'aria o calcinando molti dei suoi sali si ottiene l'ossido CdO eristallino o amorfo, di colore bruno, molto stabile e che può sublimare senza decomposizione; è molto più facilmente riducibile dell'ossido di zinco; col carbone la riduzione avviene già a temperature tra 750° e 800°; con l'idrogeno viene già ridotto tra 290° e 300°.

L'idrato di cadmio Cd(OH)₂ è una polvere cristallina poco solubile in acqua, ma facilmente solubile in ammoniaca. Per trattamento con acqua ossigenata forma un perossido, che molto probabilmente si origina anche nella combustione dei vapori di cadmio. Dei sali alogenici il più importante è il cloruro, che cristallizza con varie molecole di acqua di cristallizzazione, è poco dissociato in soluzione e si può ottenere allo stato anidro. Lo ioduro è noto soltanto allo stato anidro.

Il solfuro di cadmio viene largamente usato come sostanza colorante nota sotto il nome di giallo di cadmio. Il solfuro viene preparato artificialmente precipitandolo dai sali solubili di cadmio con idrogeno solforato, o per elettrolisi di una soluzione d' iposolfito sodico con anodi di cadmio, o anche a secco trattando una miscela di carbonato e ossido con fiori di solfo. Preparato coi due primi metodi ha colore giallo limone, con l'ultimo ha un colore giallo più carico. Riscaldato assume una colorazione rossastra, ma per raffreddamento ritorna alla colorazione primitiva. Molto probabilmente esiste in due forme, una giallo-limone stabile a bassa temperatura e una rosso-minio stabile ad alta temperatura.

Il rosso di cadmio è una miscela di solfuro e seleniuro.

Tra gli altri sali di cadmio sono da ricordare: il solfato che dà molti idrati tra i quali CdSO₂ + 7H₂O, isomorfo con FeSO₄ + 7H₂O e che si può ottenere allo stato anidro; il nitrato che cristallizza con quattro molecole di acqua di cristallizzazione. Sono noti inoltre molti alogenuri doppî di cadmio, molti sali basici, moltissimi complessi di sali di cadmio con ammoniaca e basi organiche.

Tossicologia. - L'avvelenamento da sali di cadmio è estremamente raro. I sali di cadmio presentano maggiore tossicità di quelli dello zinco, col quale hanno molte analogie farmacologiche e tossiche. Le dosi tossiche cominciano da gr. 0,025 di solfato di cadmio. Questo, ingerito, provoca dopo poco nausea, vomito; rapidamente insorgono crampi e diarrea. II polso e il respiro si fanno rari, si ha ipotermia, tremori generalizzati, albuminuria. La morte nei casi molto gravi sopravviene dopo poche ore per adinamia cardiaca. Il reperto necroscopico dimostra ecchimosi numerose polmonari, stato congestizio della mucosa gastrica e dell'intestino tenue.

La terapia, dopo lo svuotamento e il lavaggio gastrico, si limita ai sussidî sintomatici (v. avvelenamento).